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A stochastic spectral finite element method for wave propagation analyses with medium uncertainties

机译：具有介质不确定性的波传播分析的随机频谱有限元方法

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A stochastically enriched spectral finite element method (StSFEM) is developed to solve wave propagation problems in random media. This method simultaneously includes all features of spectral finite element and stochastic finite element methods, which leads to excellent accuracy and convergence by implementing Gauss-Lobatto-Legendre collocation points permitting to generate coarser meshes. In addition, the proposed StSFEM leads to diagonal mass matrices, which accelerates temporal integration schemes and provides desirable accuracy. Furthermore, it numerically solves the Fredholm integral equation arising from Karhunen-Loeve Expansion with favorable accuracy and computing time. Here, the StSFEM is examined and developed to stochastic wave propagation phenomena through several numerical simulations. Results demonstrate successful performance of the StSFEM in the solved problems so that one can accomplish uncertainty quantification of time domain wave propagation within random continua by incorporating the StSFEM. (C) 2018 Elsevier Inc. All rights reserved.
机译：为了解决随机介质中的波传播问题，发展了一种随机富集的频谱有限元方法（StSFEM）。该方法同时包含频谱有限元和随机有限元方法的所有功能，通过实现允许生成较粗网格的Gauss-Lobatto-Legendre配置点，可实现出色的准确性和收敛性。另外，所提出的StSFEM导致对角质量矩阵，从而加速了时间积分方案并提供了理想的精度。此外，它用数值方法求解了Karhunen-Loeve展开式产生的Fredholm积分方程，具有良好的精度和计算时间。在这里，通过几个数值模拟对StSFEM进行了检查并发展为随机波传播现象。结果证明了StSFEM在已解决的问题中的成功表现，因此人们可以通过纳入StSFEM来完成随机连续区域内时域波传播的不确定性量化。 （C）2018 Elsevier Inc.保留所有权利。

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